钇掺杂对铁酸铋的结构和光催化性的影响

以二乙三胺五乙酸为配体,通过低温热分解配位前驱体制备Y~(3+)掺杂纳米级粉体Bi_(1-x)Y_xFe O_3(x=0~0.2)。通过X粉末衍射仪器(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱仪(DRS)以及样品振动磁强计(VSM)等手段研究掺杂比例及灼烧条件对产物物相、光学性质以及磁性等的影响。结果表明,Y~(3+)掺杂可以明显提高铁酸铋的磁性和降低带隙,抑制晶体生长,改变晶相。随灼烧时间的延长和温度的升高,晶体膨胀,结晶度提高。同时以甲基橙为降解模型研究掺杂比例和灼烧条件对产物光催化性的影响。结果表明,适当的掺杂和灼烧可以提高铁酸铋的催化性,其中在500℃下将掺杂量5%的前驱体灼烧1 h所得铁酸铋的催化效果最好。在此催化剂作用下,甲基橙光照3 h的降解率可达95%左右,比不掺杂的铁酸铋提高了44%左右。浓度为20 mg/L的甲基橙溶液,最佳催化剂用量为1 g/L。另外,利用磁铁对Y~(3+)掺杂5%的铁酸铋进行回收并测定了催化性能的稳定性,结果发现掺杂5%Y~(3+)的铁酸铋循环使用5次仍能使甲基橙的光降解率达85%左右。